【物理】2020届一轮复习人教版　磁场对运动电荷的作用课时作业 12页

‎2020届一轮复习人教版 　磁场对运动电荷的作用 课时作业 ‎1．指南针是我国古代四大发明之一。当指南针上方有一条水平放置的通电导线时，其N极指向变为如图实线小磁针所示。则对该导线电流的以下判断正确的是(　　)‎ A．可能东西放置，通有由东向西的电流 B．可能东西放置，通有由西向东的电流 C．可能南北放置，通有由北向南的电流 D．可能南北放置，通有由南向北的电流 解析　若导线东西放置，通有由东向西的电流，根据安培定则可知，小磁针所在处合磁场方向将在南北方向上，其不会出现图示情况，故A项错误；若导线东西放置，通有由西向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，故B项错误；若导线南北放置，通有由北向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N极将顺时针偏转，可转向图中实线所示位置，故C项正确；若导线南北放置，通有由南向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将逆时针偏转，指向西北方，故D项错误。‎ 答案　C　‎ ‎2.(2018·资阳月考)(多选)如图所示，一根重力G＝0.1 N、长L＝1 m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ＝60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I＝1 A 的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Δx＝0.01 m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B＝0.4 T，则(　　)‎ A．导体中电流的方向为b→a B．每根弹簧的弹力大小为0.10 N C．弹簧的劲度系数k＝5 N/m D．若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02 m 解析　当导体中通过I＝1 A的电流时，两根弹簧比原长缩短，安培力方向向上，由左手定则，导体中电流的方向为b→a，故A项正确；通电后，导体棒的有效长度L有＝＝0.5 m，受到的安培力FA＝IL有B＝1×0.5×0.4 N＝0.2 N，据受力分析G＋2F＝FA，解得F＝0.05 N，每根弹簧的弹力大小为0.05 N，故B项错误；据F＝kΔx解得k＝5 N/m，故C项正确；若导体中不通电流，则G＝2F2，F2＝kΔx2解得Δx2＝0.01 m，弹簧伸长0.01 m，故D项错误。‎ 答案　AC ‎3．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B＝k，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正，在O～R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是(　　)‎ 解析　根据安培定则可知两根平行长直导线上的电流在两根导线间产生的磁感应强度的方向相反，又由B＝k可知，在其连线的中点上两电流产生的合磁感应强度为零，A、B项错误；在靠近左导线处，左边导线电流产生的磁场要强于右边导线电流产生的磁场，则合场强的方向垂直纸面向里，为正值；同理，靠近右边导线处，合磁场方向垂直纸面向外，为负值，C项正确。‎ 答案　C ‎4．(多选)如图所示，有两根长均为L、质量均为m的细导体棒a、b，其中a被水平放置在倾角为45°的绝缘光滑斜面上，b 被水平固定在斜面的右侧，且与a在同一水平面上，a、b相互平行。当两细棒中均通以大小为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，关于电流b在a处产生的磁场的磁感应强度B，下列说法正确的是(　　)‎ A．方向竖直向上 B．大小为 C．大小为 D．若使b竖直向下移动，a仍能保持静止 解析　由安培定则，电流b在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上，A项正确；对a受力分析，由平衡条件，BILcos 45°＝mgsin 45°，解得电流b在a处产生的磁场的磁感应强度B＝，C项正确、B项错误；若使b竖直向下移动，二者距离增大，a、b之间安培力减小，a不能保持静止，D项错误。‎ 答案　AC ‎5．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式：B＝，其中r0是该点到通电直导线的距离，I为电流强度，μ0为比例系数(单位为N/A2)。则根据上式可以推断，若一个通电圆线圈半径为R，电流强度I，其轴线上距圆心O点距离为r0的某一点的磁感应强度B的表达式为(　　)‎ 解析　根据B＝，μ0单位为T·m/A；A项等式右边单位＝A/m，左边单位为T，不同，故A项错误；B项等式右边单位＝T/m，左边单位为T，不同，故B项错误；D项等式右边单位为＝T，左边单位为T，相同，但当r0＝0时，B＝0，显然不合实际，故D项错误；C项等式右边单位为＝T，左边单位为T，相同。‎ 答案　C　‎ ‎6.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m＝2.0 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6 km/s。若这种装置的轨道宽d＝2 m、长L＝100 m、电流I＝10 A、轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终垂直并接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是(　　)‎ A．B＝18 T，Pm＝1.08×108 W B．B＝0.6 T，Pm＝7.2×104 W C．B＝0.6 T，Pm＝3.6×106 W D．B＝18 T，Pm＝2.16×106 W 解析　通电金属杆在磁场中受安培力的作用而对弹体加速，由功能关系得BIdL＝mv，代入数值解得B＝18 T；当速度最大时磁场力的功率也最大，即Pm＝BIdvm，代入数值得Pm＝2.16×106 W，故D项正确。‎ 答案　D　‎ ‎7．(多选)如图所示，MN、PQ之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域水平方向足够长，MN、PQ间距为L，现用电子枪将电子从O点垂直边界MN射入磁场区域，调整电子枪中的加速电压可使电子从磁场边界不同位置射出。a、b、c为磁场边界上的三点，下列分析正确的是　(　　)‎ A．从a、b、c三点射出的电子速率关系为va＜vb＜vc B．从a、b、c三点射出的电子速率关系为va＜vc＜vb C．若从边界MN射出的电子出射点与O点的距离为s ‎，则无论怎样调整加速电压，必有0＜s＜2L D．若从边界PQ射出的电子出射点与O点的距离为s，则无论怎样调整加速电压，必有L＜s＜2L 解析　画出轨迹圆可知，从a、b、c三点射出的电子的半径关系为Ra＜Rb＜Rc，由R＝，知va＜vb＜vc，A项对，B项错；电子垂直于边界MN射入磁场，能从边界MN射出，其轨迹的最大圆与边界PQ相切，则无论怎样调整加速电压，必有0＜s＜2L，C项对；若电子从边界PQ射出，其轨迹的最小圆也与边界PQ相切，则无论怎样调整加速电压，必有L＜s＜L，D项错。‎ 答案　AC ‎8．如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v。若加上一个垂直纸面指向读者方向的磁场，则滑到底端时(　　)‎ A．v变大 B．v变小 C．v不变 D．不能确定 解析　洛伦兹力虽然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物体与斜面间的正压力变大，故摩擦力变大，损失的机械能增加。‎ 答案　B B组·能力提升题 ‎9．如图所示，在平面直角坐标系xOy中只有第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，点M的坐标为(0，－d)。一电荷量为q，质量为m的带电粒子以某一速度从点M与y轴负方向成θ＝37°角垂直磁场射入第四象限，粒子恰好垂直穿过x轴，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。若不考虑粒子重力，下列说法正确的是(　　)‎ A．粒子可能带负电 B．粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为d C．粒子的速度大小为 D．若仅减小磁感应强度大小，粒子可能不会穿过x轴 解析　粒子运动轨迹如图，由左手定则判断粒子应带正电，A项错误；由几何知识得粒子的轨道半径r＝＝，B项错误；结合qvB＝得粒子的速度大小v＝，C项正确；若减小磁感应强度B，粒子的轨道半径增大，一定能过x轴，D项错误。‎ 答案　C ‎10.(2018·皖南八校第二次联考)(多选)如图所示，正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd 边的中点。若一个带正电的粒子(重力忽略不计)从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°的方向(如图中虚线所示)，以各种不同的速率射入正方形内，那么下列说法正确的是(　　)‎ A．该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场 B．若该带电粒子从ab边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0‎ C．若该带电粒子从bc边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0‎ D．若该带电粒子从cd边射出磁场，它在磁场中经历的时间一定是t0‎ 解析　由题，带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为T＝2t0。随粒子速度逐渐增大，轨迹由①→②→③→④依次渐变，由图可以知道粒子在四个边射出时，射出范围分别为OG、FE、DC、BA之间，不可能从四个顶点射出，所以A项正确；当粒子从O点沿纸面垂直于cd边射入正方形内，轨迹恰好为半个圆周，即时间t0刚好为半周期，从ab边射出的粒子所用时间小于半周期t0，从bc边射出的粒子所用时间小于T＝，所有从cd边射出的粒子圆心角都是300°，所用时间为＝，故B、C项错误，A、D项正确。‎ 答案　AD ‎11．(多选)在xOy平面上以O为圆心，半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，从原点O以初速度v沿y轴正方向开始运动，经时间t后经过x轴上的P点，此时速度与x轴正方向成θ角，如图所示。不计重力的影响，则下列关系一定成立的是(　　)‎ A．若r＜，则0°＜θ＜90°‎ B．若r≥，则t≥ C．若t＝，则r＝ D．若r＝，则t＝ 解析　带电粒子在磁场中从O点沿y轴正方向开始运动，圆心一定在垂直于速度的方向上，即在x轴上，轨道半径R＝。当r≥时，P点在磁场内，粒子不能射出磁场区，所以垂直于x轴过P点，θ最大且为90°，运动时间为半个周期，即t＝；当r＜时，粒子在到达P点之前射出圆形磁场区，速度偏转角φ在大于0°、小于180°范围内，如图所示，能过x轴的粒子的速度偏转角φ＞90°，所以过x轴时0°＜θ＜90°，A项对，B项错；同理，若t＝，则r≥，若r＝，则t＝，C项错，D项对。‎ 答案　AD ‎12．如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧，粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的(　　)‎ 解析　由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为向外、向里和向外，在三个区域中均运动圆周，故t＝，由于T＝，求得B＝，只有C项正确。‎ 答案　C